高性能混凝土高温微观结构演化研究

通过热重分析、电镜扫描和汞压力测孔等方法,对高温过程中高性能混凝土材料的物理化学变化以及由此造成的微观结果变化进行了分析.相关试验和分析表明:造成升温过程中材料质量损失的主要原因是脱水和各种分解反应.在400℃之前,材料孔隙结构的变化主要来自材料内部水分的散失;400~500℃之间,由于材料发生分解反应,氢氧化钙的分解将提供大量的孔隙.这些结论将为进一步解释爆裂现象提供更为本质的试验支持,同时也为进一步建立高温情况下材料微观结构演化模型提供了试验基础.     

素混凝土本构模型参数的实验研究

在对JHC(Holmquist-Johnson-Cook)模型进行理论分析的基础上,针对该模型的力学参数获取问题设计了一系列具体的实验,并通过这些实验获取了一种素混凝土的JHC模型的具体参数。依据所获取的JHC模型力学参数,运用LS-DYNA有限元软件,对素混凝土板在爆炸载荷作用下的破坏过程进行了数值模拟,并进行了相应的爆炸实验。数值模拟结果与实验结果吻合较好,表明按照本文提供的实验方法来测定JHC模型参数是有效的。     

汶川地震的岩石圈深部结构与动力学背景

中国西部地区由于受到印度板块向北推移挤压,青藏高原强烈变形,高原内部及其边缘的活断层上经常发生强烈地震,是大陆内部最活跃的地震区.汶川8级地震就发生在青藏高原东缘的松潘一甘孜地块与扬子地块交界的龙门山主中央断裂带上.作者利用面波层析成像、跨龙门山的被动源地震观测、爆破地震剖面的结果对震源附近的岩石圈结构和动力学特征进行研究,发现松潘一甘孜地块与扬子地块的岩石圈结构与性质有重大差异.扬子地块岩石圈显示为高速、坚固和稳定特性,而松潘-甘孜地块为低速、软弱及易于破碎.在松潘-甘孜地块中,中地壳内普遍存在一个低速层,它是引起中上地亮推覆运动的滑脱层,龙门山的推覆构造就是上部地壳仰冲的结果.汶川地震震源深度为14 km,正好位于龙门山推覆体的映秀-北川主中央断裂带上.     

液态气动力压裂对油井套管的动力响应研究

液态气动力压裂对套管的影响程度决定了该工艺的施工安全和进一步推广.通过建立物理模型和进行受力分析得到了液态气动力压裂对油井套管动力响应的数学模型,对数学模型进行求解获得了液态气动力压裂时油井套管的动力响应规律.结果表明:当油井深度一定时,施工产生的压力随时间的增大而减小;当时间一定时,套管受到的压力随井深增加呈下降趋势,但有一段套管会受到拉应力.     

物质点法在爆轰波碰撞炸药猛度试验中应用

使用常规有限元法对炸药爆轰过程进行数值计算时,网格大尺度畸变,往往导致求解精度低,甚至求解失败的情况.采用同时兼顾拉格朗日方法和欧拉方法优点的物质点法(MPM)对爆轰波碰撞炸药猛度试验进行数值计算,得出爆轰波碰撞过程及其在铅柱中传播的应力、应变分布.与试验结果进行对比得知,铅柱压缩误差仅为0.17%.由此验证了物质点法在炸药猛度试验应用中的准确性,为爆轰波传播、碰撞过程分析及炸药猛度测试提供了一种新方法.     

铝铝薄板爆炸焊接厚度匹配性研究

针对覆板、基板与炸药几何尺寸是实现高质量板材爆炸焊接的重要初始参数.利用数值模拟为主、验证实验为辅的方法,进行了炸药厚度对一定厚度铝质复板与基板爆炸焊接质量影响规律的研究.将爆炸焊接简化为二维问题,进行大量数值计算,综合板材温度、压力、材料密度、覆板速度等动态参数比较分析,得到一定条件下实现较薄铝板成功焊接的炸药极限厚度,并进行了实验验证.在数值模拟及实验数据基础上,进行了覆板、基板厚度与炸药厚度匹配性分析.利用拟合法得到了基板厚度一定条件下,炸药厚度极限值随覆板厚度变化的经验公式;利用多元回归方法,对炸药厚度、覆板厚度与基板厚度之间的关系进行了分析,这对于铝板爆炸焊接实际应用具有较重要意义.     

液体爆炸分散过程中界面破碎的实验研究

设计了一种有上下平面约束的液体爆炸分散装置, 通过阴影照相获得气液界面破碎形态变化的时间序列, 并应用平面激光诱导荧光(PLIF)得到了径向膨胀液体环内诱导的荧光照片. 采用二维图像处理、分形几何和数值模拟相结合的方法, 较系统地分析了实验结果. 最后, 讨论了液体环及其气液界面运动数学模型建立中的问题.     

起爆方式对LEFP成型及侵彻影响的数值模拟研究

为获得在大炸高条件下具有良好飞行形态的线性爆炸成型弹丸(LEFP),该文主要利用通用有限元软件LS-DYNA3D,采用任意拉格朗日欧拉(ALE)算法,对在多棱和单棱线性起爆方式下的药型罩成型过程进行了数值模拟.对比两种起爆方式下LEFP头部和尾部的速度-时间曲线、药型罩各微元的速度梯度及断面形态,并且在5倍装药口径炸高下,进行了两种起爆方式的侵彻威力仿真.结果发现在多棱线性起爆方式下LEFP具有良好的外形和更强的侵彻威力,多棱线性起爆形成的LEFP侵彻威力相对单棱线性起爆的增益为5.2%以上.     

双金属复合板爆炸焊接窗口研究

对双金属复合板爆炸焊接窗口进行了研究,对现有的流动限、声速限、下限和上限计算方法进行了总结与修正.采用VC + + 6.0开发出了爆炸焊接窗口计算程序,绘制了钛-钢复合板的爆炸焊接窗口.结果表明,双金属爆炸焊接窗口的计算方法是准确的,爆炸焊接窗口计算程序能够直观、准确、迅速地绘制出流动限、声速限、下限和上限曲线,为工程中确定爆炸焊接动态参数提供了方便.     

新型高威力含铝硝铵炸药的研究

该文以一种含有大量微气泡、自身敏化的膨化硝酸铵为氧化剂,以木粉、燃料油和铝粉为还原剂,制成新型高威力含铝硝铵炸药,通过建构含C、H、O、N、Al元素工业炸药炸药方设计最优化的数学模型,计算得到含铝硝铵炸药的较佳配方为硝酸铵85.5%-89.5%、木粉3.5%-4.5%、复合油相2.0%-3.0%、铝粉5.0%-7.0%,该炸药的爆炸性能为：装药密度0.91-95g/cm^3,爆速3600-3800m/s,列爆距离12-14cm,猛度16-17mm,作功能力370-390mL,文中还讨论了含铝硝铵炸药中铝粉含量与爆炸性能的关系,结果显示当铝粉含量为6.5%-7.0%,炸药作功能力达到最大值。